当时，翰林学士元稹勾结穆宗身边的近侍，谋求充任宰相，他与知枢密魏弘简是刎颈之交。元稹虽与裴度素无仇怨，但非常忌妒他位在自己之上。裴度当时正在山东指挥作战，每每处置军务有所论奏，多被元稹留持，天下人都说元稹恃宠迷乱穆宗视听。裴度忍无可忍，在军中相继上呈三个奏章，抨击、揭露魏弘简、元稹阻挠、破坏讨伐幽州军事的罪行，情激辞切。穆宗尽管不高兴，但惧怕众人议论，于是调任魏弘简为弓箭库使，免去元稹宫内官职，但偏宠元稹的心意未减。不久，授予元稹平章事；接着解除裴度的兵权，命其以代理司徒、同平章事之职调任东都留守。谏官们相继从便殿角门拜伏到延英门进谏，每日二三起。穆宗明白他们谏奏什么，却不及时召见；谏官们都上疏说：当前尚未息兵，裴度有将相的全才，不应将他安置在闲散之地。穆宗因奏疏纷繁，不知怎么办，明白人心在裴度，便命裴度由太原起程，经长安赴洛阳。当时元稹为相，奏请穆宗罢兵，以替王廷凑、朱克融昭雪，来解深州之围，其目的是想解除裴度的兵权。
裴度到达长安，见到穆宗后，先叙述朱克融、王廷凑在河朔暴乱，自己奉命讨贼无功；再陈述受职东都，准许让他进京朝见。言辞温和，气势强劲，感动了周围在座的人。裴度拜伏在殿前台阶上进奏，泪水横溢，声音呜咽，穆宗为之动容，亲自口谕说：“所奏谢恩之意已明，朕在延英殿接见你。”事先，人们认为裴度没有近臣帮助，被奸邪之臣排斥，尽管他有功勋德望，仍恐怕不能感动穆宗。待到裴度禀奏河北讨贼情况，陈辞慷慨激切，扬声于殿廷，在座者无不直身敬重。即使是武将公卿，也有为之叹息落泪者。委任裴度代理司徒、扬州大都督府长史，任淮南节度使，进阶为光禄大夫。
当时，朱克融、王廷凑虽已接受朝廷授予的符节和斧钺，却未解除对深州的围困。裴度刚从太原出发时，即去信给二人，晓以大义。朱克融撤去围困的军队，王廷凑也撤军退却。宫廷使臣有人从深州返京禀报军情，穆宗非常高兴，当天又派宫廷使臣去深州接出牛元翼；并让裴度再次去信给王廷凑。裴度在顺路来京都长安途中接到诏书，中使到裴度的信，称：“臣入朝谢恩后，立即在东都执行留守任务。恐怕王廷凑得知臣已无兵权，便违背以前的约定，请考虑改换别给他去信。”使臣便将裴度的信呈送朝廷，并拟更奏报此事。待到裴度抵达京城，进殿应对明辨是非，穆宗正为深州被围忧愁，于是委任裴度为淮南节度使。
此前，监军使刘承偕倚仗穆宗宠信凌辱昭义节度使刘悟，三军将士群情愤激，大肆喧闹，抓了刘承偕，打算杀了他。他的两个侍从已被杀，刘悟护救，刘承偕才得以免死，因而将刘承偕囚禁起来。穆宗下诏让刘悟将刘承偕送还京城，刘悟以军情为由推托，不按时奉行诏令。到裴度受任淮南节度使时，宰相们在延英殿进奏，裴度也在场，穆宗向裴度询问此事，裴度为刘悟辩解，并请求穆宗下诏斩杀刘承偕。穆宗低下头思考了好久，说：“我并不怜惜刘承偕，只是因为他是太后的养子。现在他被囚禁，太后还不知道。如果您的处置办法还未想好，可再议合适的办法。”裴度与王播等再进奏说：“只要将刘承偕流放到偏远条件恶劣的地方，他一定能被放出来。”穆宗认为这样处置恰当，刘承偕果然得以返回京城。
裴度刚被册拜为司徒，徐州便奏报：武宁军节度副使王智兴驱逐了节度使崔群，自称留后。朝廷惊骇，当即命裴度任司徒、同平章事，仍主持朝政。并委派王播接替裴度镇守淮南。
裴度与李逢吉一向不和，裴度从太原入朝奏事，那些忌恨裴度的大臣认为李逢吉善于搞阴谋诡计，足以设计构陷裴度，于是从襄阳召李逢吉入朝，任兵部尚书。裴度再次主政后，魏弘简、刘承偕的党羽仍在宫中。李逢吉采用同宗兄弟之子李仲言的计谋，通过医士郑注与中尉王守澄勾结，使宫内官员都帮助李逢吉。左神策军奏报：告发人李赏声称和王府司马于方受元稹指使，勾结刺客要行刺裴度。穆宗命左仆射韩皋、给事中郑覃与李逢吉三人审理此案，案未审毕，就将元稹贬为同州刺史，裴度贬为左仆射，李逢吉接替裴度为相。
从此，李逢吉党羽李仲言、张又新、李续等，勾结宦官，煽动朝臣建立朋党来阻挠裴度，当时号称“八关十六子”，“八”、“十六”，都是所勾结相关人员数字。而裴度的丑恶名声，传闻日甚一日。穆宗就将裴度调出朝廷任司空、山南西道节度使，不带“平章事”之衔。
王廷凑听说襄阳节度使牛元翼去世，竟将在镇州的牛元翼一家杀尽，刚即位不久的唐敬宗李湛听说牛家惨遭屠杀，连日痛惋叹息，进而感叹宰相不是所任之才，致使奸臣抗命忤逆到如此地步。翰林学士韦处厚趁机上疏为裴度申诉。敬宗感到惊讶而省悟，见裴度的奏章不署“平章事”职衔，问韦处厚说：“裴度曾任宰相，为什么没有‘平章事’职衔？”韦处厚于是奏禀：“被李逢吉排挤，裴度以仆射之职出镇兴元，就从原有的职衔中去掉了。”敬宗说：“怎么到这种地步。”次日，下诏恢复裴度兼任同平章事。但李逢吉的党羽害怕裴度重被起用。称与裴度熟识的袁王府长史武昭想要谋害李逢吉。判罪定案时，武昭已死，他们想要借此牵连裴度，但公众舆论都卫护裴度而归罪李逢吉。敬宗逐渐明白了事情的真相，凡有使者前往兴元，必定传告密旨抚慰，并有将他召回朝廷的约定。
裴度上奏请求到长安朝见敬宗，裴度抵达长安，敬宗待他礼遇隆重优厚，数日后，便命裴度主持政事。李逢吉的党羽左拾遗张权舆在裴度奏请入朝时，便上疏诋毁其“名应图谶，宅据冈原”，称裴度不召自来，居心可知。而李逢吉的其它党羽又传散童谣“非衣小儿袒露腹，天上有口被驱逐”，以此诬陷裴度“图谋不轨”，敬宗虽然年轻，却明辨是非，对谗言一概不听。
当时，敬宗打算游历东都洛阳，李逢吉和门下、中书两省的谏官屡屡上疏劝阻，敬宗正色道：“朕去洛阳的心意已定。那些侍从官员和随行宫人，全让他们自备干粮，无需烦劳百姓供奉饮食。”李逢吉叩首进言。敬宗不听谏劝，反倒加紧准备驾幸事宜。朝臣都忧惧惶恐，适逢裴度从兴元来京，随同至延英殿议事，敬宗谈到游历东都的事。裴度说：“国家营建两个都城，原来是供帝王游历。然而自国事艰难以来，游历东都也就中止，东都的宫殿及六军的营垒、百官的府舍，大多荒芜。陛下一定要去游历，也应稍加修整再去。一年半载后，才能计议陛下出行的事。”敬宗说：“群臣奏谏没有说明这一点，只是说不该去。如果是像您所禀奏的情况，不去也可以，岂止是延期？”不久，卢龙节度使朱克融、魏博节度使史宪诚又奏请各派五千名服役的工匠，帮助修复洛阳，敬宗于是停止东游之行。
朱克融扣留了赐春衣使杨文端，奏称所赐春衣布料粗劣，又请求朝廷颁赐约三十万端匹的春衣布料；还奏请派出五千名服役工匠帮助修复东都。敬宗担忧朱克融怀有不顺从朝廷之心，便向宰相问计，意图派一位重臣前往宣示抚慰，趁便要回春衣使。裴度建议下两道诏令即可。敬宗听从他的建议，由他进呈诏书拟文，诏书到达幽州，情况全如裴度所料。不到十天，幽州人便杀了朱克融和他的两个儿子。
当时，敬宗年少骄纵，厌倦接见群臣，裴度和缓地进言劝谏。此后，敬宗坐朝理政次数稍有增多，不久，裴度兼任度支使。宦官刘克明等谋害敬宗，裴度与宦官王守澄、杨承和、梁守谦、魏从简等密谋，诛除刘克明等人，迎立江王李昂为天子。裴度因功加授门下侍郎、集贤殿大学士、太清宫使，其他职位依旧，因辅佐导引的功勋，进阶为特进。
沧景节度使李全略去世，其子李同捷窃取兵权，谋求承袭父职。次年，朝廷采纳裴度等人的建议，举兵讨伐，沧景之乱平定。裴度于是上疏陈奏：调派军粮不是宰相的职责，请将度支使职权归还各有关官吏，文宗下诏同意，进阶为开府仪同三司，实封其食邑三百户，裴度不得已才接受。
裴度年迈而又多病，自文宗即位后便上疏恳请辞去军政机要之职，文宗对他的礼遇更加深厚。文宗派御医替他诊断治病，每天让中使前去安抚慰问，文宗下诏褒奖裴度，任他为司徒、平章军国重事，允许病愈后每三、五日前往中书省一次。裴度上表辞让，文宗依从他的请求，以加守司徒、兼侍中、襄州刺史之职，任山南东道节度使、观察使、临汉监牧等使。
发生甘露之变，文宗遭软禁，李训、王涯、贾餗、舒元舆的亲属、门生受株连者上百人，被投入监狱审讯定罪，并打算将他们流放，裴度上疏朝廷为他们申辩，被保全、救活的有几十家。
自甘露之变后，宦官当权，士大夫的道统沦丧，裴度因已到辞官居家的年纪，朝廷纲纪又已败坏，不再把仕途的进退放在心上。他在东都的集贤里建立府宅，构筑假山，开凿池塘，竹树荟萃，建有风亭水榭、梯桥架阁，岛屿四环，极尽都城的丽色佳境。另在午桥建造了别墅，裁培花木万株，其中修建了一座歇凉避暑的亭阁，名叫“绿野堂”。引入清水灌注其中，导引分流贯通有序，两岸景物交相映衬。裴度处理公务之暇，在这里与诗人白居易、刘禹锡整日酣畅宴饮，放声吟唱纵情谈论，借吟诗、饮酒、弹琴、书法自娱自乐。当时的名士，都相从交游，每次有名望的人士从东都返回京都，文宗必定首先询问他：“你见到了裴度吗？”
文宗认为裴度虽然脚有毛病，来京朝见不方便，但他精力尚未十分衰减，让裴度以本职兼任太原尹、北都留守、河东节度使。诏书发出后，裴度连续上表一再以年迈有病推辞，不愿再掌兵权，要言复诏不允。文宗派吏部郎中卢弘前往东都宣诏说：“卿虽然多病，还不很衰迈，替朕垂衣拱手坐镇北门即可。”催促他起程，裴度不得已而赴任。易定节度使张璠去世后，军中准备立其子张元益，裴度派使者劝说张元益归朝。
裴度病重，祈请返回东都养病，文宗下诏准许裴度返回长安，授官中书令。裴度因病不能入朝谢恩，文宗下诏书命有关部门计日支给裴度所任本官的俸禄食粮，又派御医去裴度家为他治病。适逢三月初三上巳节，文宗在曲江池赏赐宴饮，群臣赋诗，裴度因病不能赴宴，文宗派宦官赐给裴度诗一首：“注想待元老，识君恨不早。我家柱石衰，忧来学丘祷。”并随赠诗附亲笔书信说：“朕诗集中想见到你的唱和诗，因此将此诗给你看。你病未痊愈，必定乏力无心和诗，尽管改日将诗进献给我。春季，通常说是难于养病的季节，需要尽力调养护理，尽快血气和顺。心中怀念千百，所写不及一二。药物治病所须，不要顾忌奏请频繁。”
文宗的亲笔书信刚到裴度家门口，裴度便已逝世，享年七十五岁，文宗听到裴度逝世的噩耗后，惊悸悲痛了很长时间，又让人重新缮写那封信，将它放在裴度的灵位上。随后下诏追赠裴度为太傅，谥号文忠，停朝四日，加赐裴度家助葬的车马、布帛、财物，命京兆尹郑复监护料理丧事，办丧所需的物品，全由官府供给。文宗惊讶诧异裴度没有遗表，宦官去他家询问此事，裴度家属送上裴度遗表的草稿，主旨以文宗尚未确定皇储为忧虑，并未谈及家事。
裴度为相二十余年，辅佐宪宗实现“元和中兴”，荐引李德裕、李宗闵、韩愈等名士，重用李光颜、李愬等名将，还保护刘禹锡等人。史称其“出入中外，以身系国之安危、时之轻重者二十年”，被时人比作郭子仪。
在文学上，裴度主张“不诡其词而词自丽，不异其理而理自新”，反对在古文写作上追求奇诡。他对文士多所提掖，颇受时人敬重，晚年留守东都时，与白居易、刘禹锡等唱酬甚密，为洛阳文事活动的中心人物，有文集二卷，《全唐文》及《全唐诗》等录其诗文。
